JP2013538419A - Secondary battery management device - Google Patents
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Abstract
本発明による二次電池管理装置は、二次電池の充電または放電電流の流れを開閉する電流制御スイッチ部と、充放電装置との接続可否に従って下記電源供給ラインに電源導通状態と電源遮断状態とを選択的に提供するコネクター部と、上記充放電装置との通信インターフェースを提供する通信端子部と、二次電池から電源の供給を受け電源を必要とする部品に印加する電源部と、電源印加スイッチ部が設けられ、上記二次電池から供給される電源を上記電源部に印加または遮断する電源供給ラインと、上記コネクター部を通じた上記充放電装置の接続時、上記電源印加スイッチ部にターンオン信号を印加するスイッチ制御部と、上記電源部と連結され、電源印加可否に従って二次電池の管理動作を開始または終了する制御部とを含む。 The secondary battery management device according to the present invention includes a current control switch unit that opens and closes a charge or discharge current flow of the secondary battery, and a power supply conduction state and a power supply cutoff state in the following power supply line according to whether the charge / discharge device can be connected A connector portion that selectively provides power, a communication terminal portion that provides a communication interface with the charge / discharge device, a power supply portion that receives power from a secondary battery and applies power to a component that requires power, and power application A switch unit is provided, and when the power supply line for applying or cutting off the power supplied from the secondary battery to the power source unit and the charging / discharging device through the connector unit are connected, a turn-on signal is sent to the power application switch unit. And a control unit that is connected to the power supply unit and starts or ends the management operation of the secondary battery according to whether or not the power supply can be applied.
Description
本発明は、二次電池管理装置に関するものであって、さらに詳しくは、二次電池の管理動作が必要でない状態では電源の消費を完全に遮断することができる二次電池管理装置に関する。 The present invention relates to a secondary battery management device, and more particularly, to a secondary battery management device that can completely cut off power consumption when a secondary battery management operation is not required.
近年、ノートパソコンや携帯電話などのようなモバイル装置、電気自転車、電気自動車、ハイブリッド自動車のような各種の動力移動手段、停電時に電源を供給するための電力バックアップ装置、大容量の電力を貯蔵し他の装置に電力を供給する大容量電力貯蔵装置などに二次電池が幅広く使われている。 In recent years, mobile devices such as notebook computers and mobile phones, various power transfer means such as electric bicycles, electric vehicles, and hybrid vehicles, power backup devices for supplying power in the event of a power failure, and storing large amounts of power Secondary batteries are widely used in large-capacity power storage devices that supply power to other devices.
多種多様な電池の中でリチウムを用いた電池は、他の種類の電池に比べてエネルギー密度及び作動電圧が高く、寿命が長いとの長所から最も多く使われている。 Among a wide variety of batteries, a battery using lithium is most often used because it has a higher energy density and operating voltage and has a longer life than other types of batteries.
二次電池は、BMS(Battery Management System)と呼ばれる電池管理装置と結合されて使われる。電池管理装置は、二次電池の充電と放電とを適正なレベルで制御し、過放電、過充電、過電流などの異常状況が発生すれば、二次電池の充電や放電を中止し二次電池の爆発や性能の低下を防止する動作を遂行する。 The secondary battery is used in combination with a battery management device called BMS (Battery Management System). The battery management device controls the charging and discharging of the secondary battery at an appropriate level.If an abnormal situation such as overdischarge, overcharge, or overcurrent occurs, the battery management device stops charging or discharging the secondary battery and recharges the secondary battery. Perform operations to prevent battery explosion and performance degradation.
二次電池管理装置は、上述のような動作を遂行するために二次電池から電源の供給を受けるマイクロプロセッサーを含む。マイクロプロセッサーは、単位時間当り消耗する電力が大きくないので、二次電池の使用が中止された状態でも動作状態をそのまま維持する。すなわち、二次電池が充電モードまたは放電モードでないときにも、マイクロプロセッサーは二次電池の電圧、電流、温度などをモニタリングしながら持続的に二次電池の管理動作を維持する。したがって、二次電池が長期間使われなければ、マイクロプロセッサーによる電力消耗によって二次電池の充電状態(State Of Charge:SOC)が持続的に低くなる。 The secondary battery management apparatus includes a microprocessor that receives power from the secondary battery to perform the above-described operation. Since the power consumed per unit time is not large, the microprocessor maintains the operating state even when the use of the secondary battery is stopped. That is, even when the secondary battery is not in the charge mode or the discharge mode, the microprocessor continuously maintains the management operation of the secondary battery while monitoring the voltage, current, temperature, etc. of the secondary battery. Therefore, if the secondary battery is not used for a long period of time, the state of charge (SOC) of the secondary battery is continuously lowered due to power consumption by the microprocessor.
このようなSOCの低下は無駄な電力の消耗という面で望ましくない。二次電池が充電または放電状態でなければ、事実上二次電池管理装置の動作が必要でないからである。また、二次電池のSOC低下は、いくつかの特殊な状況で二次電池を過放電状態にしてしまう問題を誘発し得る。例えば、二次電池を製造するときには、一定のレベルのSOC(例:30%)になるまで二次電池を充電させる。しかし、二次電池が製造された後在庫管理倉庫や輸出用コンテナに長期間保管されるか、流通期間が長くなって二次電池の使用開始が遅くなれば、二次電池管理装置によって二次電池の電力がすべて消耗してしまい、二次電池が過放電状態に到逹する恐れがある。 Such a decrease in SOC is undesirable in terms of wasted power consumption. This is because the operation of the secondary battery management device is virtually unnecessary unless the secondary battery is in a charged or discharged state. In addition, a decrease in the SOC of the secondary battery may induce a problem that causes the secondary battery to be overdischarged in some special situations. For example, when manufacturing a secondary battery, the secondary battery is charged until the SOC reaches a certain level (eg, 30%). However, if the secondary battery is stored in an inventory management warehouse or export container for a long time after the secondary battery is manufactured, or if the secondary battery starts to be used due to a long distribution period, the secondary battery management device All the power of the battery may be consumed, and the secondary battery may reach an overdischarged state.
したがって、本発明が属する技術分野では、二次電池の充電及び放電をモニタリングすべき時点とそうでない時点を感知して二次電池管理装置に動作電源を印加/遮断することを制御することができる技術が求められている。 Therefore, in the technical field to which the present invention belongs, it is possible to control when the secondary battery management device is applied / cut off by detecting when charging and discharging of the secondary battery should be monitored and when not. Technology is required.
本発明は、上述のような従来技術の問題を解決するために創案されたものであって、充放電装置との相互接続または充放電装置からの通信要求信号の印加を感知して、二次電池から供給される電力の使用と二次電池の管理動作を開始することができる二次電池管理装置を提供することにその目的がある。 The present invention has been devised to solve the above-described problems of the prior art, and detects secondary connection with a charge / discharge device or application of a communication request signal from the charge / discharge device. An object of the present invention is to provide a secondary battery management device that can start use of power supplied from the battery and management operation of the secondary battery.
本発明の他の目的は、充放電装置との相互接続解除または充放電装置からの通信要求信号の印加中断を感知して、二次電池から供給される電力使用の中止と二次電池の管理動作を中断することができる二次電池管理装置を提供することにその目的がある。 Another object of the present invention is to detect the cancellation of the interconnection with the charging / discharging device or the interruption of the application of the communication request signal from the charging / discharging device, and stop the use of the power supplied from the secondary battery and manage the secondary battery. An object of the present invention is to provide a secondary battery management device capable of interrupting operation.
本発明のまた他の目的は、二次電池が過放電状態に到逹した場合、二次電池と充放電装置との電気的連結を解除し、二次電池から供給される電力使用を中止することができる二次電池管理装置を提供することにその目的がある。 Another object of the present invention is to release the electrical connection between the secondary battery and the charge / discharge device and stop using the power supplied from the secondary battery when the secondary battery reaches an overdischarged state. It is an object of the present invention to provide a secondary battery management device that can perform such a process.
上述のような技術的課題を達成するための本発明による二次電池管理装置は、二次電池の充電電流または放電電流の流れを開閉する電流制御スイッチ部と、充放電装置との接続可否に従って下記電源供給ラインに電源導通状態と電源遮断状態とを選択的に提供するコネクター部と、上記充放電装置との通信インターフェースを提供する通信端子部と、二次電池から電源の供給を受け電源を必要とする部品に印加する電源部と、電源印加スイッチ部が設けられ上記二次電池から供給される電源を上記電源部に印加または遮断する電源供給ラインと、上記コネクター部を通じた上記充放電装置の接続時、上記通信端子部を通じて通信要求信号の受信を感知して上記電源印加スイッチ部にターンオン信号を印加するスイッチ制御部と、上記電源部と連結され電源印加可否に従って二次電池の管理動作を開始または終了する制御部とを含む。 The secondary battery management device according to the present invention for achieving the technical problem as described above is based on whether or not the current control switch unit that opens and closes the flow of the charging current or discharging current of the secondary battery and whether the charging / discharging device is connected. A connector part that selectively provides a power supply conduction state and a power interruption state to the following power supply line, a communication terminal part that provides a communication interface with the charging / discharging device, and a power supply that receives supply of power from the secondary battery A power supply unit for applying to a required component, a power supply switch line provided with a power supply application switch unit for applying or cutting off the power supplied from the secondary battery to the power supply unit, and the charging / discharging device through the connector unit A switch control unit that senses reception of a communication request signal through the communication terminal unit and applies a turn-on signal to the power application switch unit, and the power unit Is binding and a control unit to start or end the management operations of the secondary battery according to the power applied propriety.
本発明の他の側面によれば、上記スイッチ制御部が通信要求信号の受信を感知して電源印加スイッチ部をターンオンさせる動作を遂行する場合、上記コネクター部は充放電装置との接続インターフェースのみを提供しても構わない。逆に、上記コネクター部が充放電装置との接続可否に従って電源供給ラインに電源導通状態と電源遮断状態とを選択的に提供する場合、上記スイッチ制御部は電源印加スイッチ部にターンオン信号を印加する構成を備えなくても構わない。 According to another aspect of the present invention, when the switch control unit senses reception of a communication request signal and performs an operation of turning on the power application switch unit, the connector unit has only a connection interface with the charge / discharge device. May be provided. On the other hand, when the connector unit selectively provides the power supply line with a power conducting state and a power shutoff state according to whether the charging / discharging device can be connected, the switch control unit applies a turn-on signal to the power application switch unit. The configuration may not be provided.
望ましくは、上記制御部は、二次電池の管理動作を開始した後、上記電流制御スイッチ部をターンオンさせる。 Preferably, the control unit turns on the current control switch unit after starting the management operation of the secondary battery.
望ましくは、上記電源供給ラインは、上記コネクター部に備えられた端子に独立して連結された第1電源供給ラインと第2電源供給ラインとを含み、上記第1電源供給ラインと上記第2電源供給ラインとは、上記充放電装置の対応のコネクターに備えられた短絡端子との連結可否に従って電気的に連結または分離される。 Preferably, the power supply line includes a first power supply line and a second power supply line that are independently connected to terminals provided in the connector unit, the first power supply line and the second power supply. The supply line is electrically connected or separated according to whether or not it can be connected to a short-circuit terminal provided in a corresponding connector of the charge / discharge device.
本発明において、上記スイッチ制御部は、上記コネクター部を通じた上記充放電装置の接続解除時に、上記通信端子部を通じた通信要求信号の受信停止を感知して上記ターンオン信号の印加を停止し得る。 In the present invention, the switch control unit may detect the stop of reception of the communication request signal through the communication terminal unit and stop applying the turn-on signal when the charge / discharge device is disconnected through the connector unit.
選択的に、上記スイッチ制御部は、二次電池の充電電流または放電電流が流れるラインの電圧を測定し、電圧が予め設定したレベル以上であれば、上記電源印加スイッチ部にターンオン信号を印加し得る。 Optionally, the switch control unit measures a voltage of a line through which a charging current or a discharging current of the secondary battery flows, and applies a turn-on signal to the power application switch unit if the voltage is equal to or higher than a preset level. obtain.
望ましくは、本発明による二次電池管理装置は、二次電池のセル電圧を測定して上記制御部に出力するセル電圧測定部をさらに含み、上記制御部は、特定のセルの電圧またはすべてのセルの電圧が過放電状態に到逹したことを感知すれば、上記電流制御スイッチ部をターンオフさせた後、上記電源印加スイッチ部をターンオフさせる。 Preferably, the secondary battery management apparatus according to the present invention further includes a cell voltage measurement unit that measures a cell voltage of the secondary battery and outputs the cell voltage to the control unit, and the control unit includes a voltage of a specific cell or all of the voltages. If it is detected that the voltage of the cell has reached an overdischarge state, the current control switch unit is turned off, and then the power application switch unit is turned off.
本発明の一側面によれば、二次電池管理装置と充放電装置との相互接続及び相互接続の解除によって二次電池管理装置の動作を開始/終了することで、充放電装置の接続解除が維持される間に二次電池管理装置が二次電池の電力を消耗することが防止できる。本発明の他の側面によれば、充放電装置から伝送される通信要求信号の感知可否に従って二次電池管理装置の動作を開始/終了することで、充放電装置の接続解除が維持される間に二次電池管理装置が二次電池の電力を消耗することが防止できる。 According to one aspect of the present invention, the connection / disconnection of the charge / discharge device can be released by starting / ending the operation of the secondary battery management device by interconnecting the secondary battery management device and the charge / discharge device and releasing the interconnection. It is possible to prevent the secondary battery management device from consuming the power of the secondary battery while being maintained. According to another aspect of the present invention, while the connection / disconnection of the charging / discharging device is maintained by starting / ending the operation of the secondary battery management device according to whether or not the communication request signal transmitted from the charging / discharging device is sensed. In addition, the secondary battery management device can be prevented from consuming the power of the secondary battery.
本発明のまた他の側面によれば、二次電池の過放電による保護動作を遂行した後、二次電池管理装置の動作を中断することで、過放電保護動作の遂行後に二次電池管理装置が二次電池の電力を消耗することが防止できる。 According to another aspect of the present invention, after performing a protection operation due to overdischarge of the secondary battery, the operation of the secondary battery management device is interrupted, thereby performing the secondary battery management device after performing the overdischarge protection operation. However, it is possible to prevent the power consumption of the secondary battery from being consumed.
本明細書に添付される下記の図面は本発明の望ましい実施例を例示するものであって、発明の詳細な説明とともに本発明の技術思想をさらに理解させる役割を果たすものであるため、本発明はそのような図面に記載された事項にのみ限定されて解釈されてはならない。 The following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the invention. Should not be construed as limited to the matter set forth in such drawings.
以下、添付した図面を参照しながら本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立って、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に則して、本発明の技術的思想に符合する意味と概念とに解釈されなければならない。従って、本明細書に記載された実施例は本発明の最も望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的思想の全てを代弁するものではないため、本出願時点においてこれらに代替できる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the specification and claims should not be construed to be limited to ordinary or lexicographic meanings, and the inventor will best explain his invention. Therefore, in accordance with the principle that the concept of a term can be appropriately defined, it should be interpreted as a meaning and a concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiment described in the present specification is only the most preferred embodiment of the present invention, and does not represent all the technical ideas of the present invention. It should be understood that there can be equivalents and variations.
図1は、本発明の実施例による二次電池管理装置20の構成と共に、二次電池管理装置20が充放電装置30と接続された状態を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a state in which the secondary
図1を参照すれば、二次電池管理装置20は、複数のセルを備えた二次電池10と結合されて二次電池10の充電と放電とを制御し、過充電、過放電、過電流などの異常状況から二次電池を保護する機能を果たす。
Referring to FIG. 1, the secondary
二次電池管理装置20は、電流制御スイッチ部21、コネクター部22、電源供給ライン23a、23b、及び制御部24を含む。
The secondary
電流制御スイッチ部21は、制御部24の統制に従って二次電池10の充電電流または放電電流が流れる経路を開閉する。電流制御スイッチ部21がターンオンされれば、充電モードでは、充放電装置30から充電電流が二次電池10側へと流れ、放電モードでは、二次電池10から放電電流が充放電装置30側へと流れる。逆に、電流制御スイッチ部21がターンオフされれば、充電モードでは、二次電池10側へと流れる充電電流が遮断され、放電モードでは、充放電装置30側へと流れる放電電流が遮断される。電流制御スイッチ部21は、電界効果トランジスター(FET)素子のような半導体素子やリレー素子などで具現できるが、本発明が電流制御スイッチ部21の種類によって限定されるものではない。
The current
コネクター部22は、充放電装置30との機械的な接続インターフェースを提供する。従って、コネクター部22は、充放電装置30側に備えられた対応のコネクター部31と結合される。コネクター部22と対応のコネクター部31とは、それぞれメスコネクター及びオスコネクター、またはその反対であり得る。コネクター部22と対応のコネクター部31とが形成する結合構造は、異種の機器間に電気信号を伝達するために用いられ得るコネクターの結合構造であれば、いずれでも採用可能である。コネクター部22は、充電電流または放電電流が流れる高電位ライン(パック+)及び低電位ライン(パック−)が接続される端子221、222と、高電位ライン(パック+)から分岐された第1電源供給ライン23aが接続される端子223と、二次電池10から供給される電源が印加される部品と連結された第2電源供給ライン23bが接続される端子224とを含む。そして、対応のコネクター部31は、上記高電位ライン(パック+)及び低電位ライン(パック−)と対応する充放電装置30側のラインが接続される端子311、312と、コネクター22及び対応のコネクター31が相互接続されたとき、第1電源供給ライン23aと第2電源供給ライン23bとを電気的に連結させる短絡端子313とを含む。コネクター22と対応のコネクター31とが接続解除されれば、短絡端子313によって形成された第1電源供給ライン23aと第2電源供給ライン23bとの電気的連結は自動的に解除される。そうすると、二次電池10から供給される電源が二次電池管理装置20に印加されないので、二次電池管理装置20の動作が自動的に中断される。
The
図2は、二次電池管理装置20と充放電装置30とが互いに分離されることで、対応のコネクター31側の短絡端子313によって形成された第1電源供給ライン23aと第2電源供給ライン23bとの電気的連結が解除された様子を示す図面である。
In FIG. 2, the secondary
以下、コネクター22と対応のコネクター31との相互結合時、短絡端子313を通じて第1電源供給ライン23aと第2電源供給ライン23bとが電気的に連結されて二次電池10の電源が二次電池管理装置20に供給できる状態を「電源導通状態」と称する。また、コネクター22と対応のコネクター31との相互結合解除時、第1電源供給ライン23aと第2電源供給ライン23bとの電気的連結が解除されて二次電池10の電源が二次電池管理装置20に供給できない状態を「電源遮断状態」と称する。ひいては、コネクター22と対応のコネクター31との結合可否に従って電源導通状態と電源遮断状態とが決定されるので、コネクター22が電源供給ライン23a、23bに電源導通状態と電源遮断状態とを提供すると理解しても構わない。
Hereinafter, when the
電源供給ライン23a、23bに電源導通状態と電源遮断状態とを提供する方式は、上記のものに限定されるのではない。従って、コネクター22と対応のコネクター31との接続または接続解除によって第1電源供給ライン23aと第2電源供給ライン23bとが電気的に連結されるか連結解除されることが具現可能な構成であれば、いずれでも本発明の範囲に属すると理解しなければならない。例えば、コネクター22と対応のコネクター31とが互いに結合される面に第1電源供給ライン23aと第2電源供給ライン23bとの間の連結をスイッチングする機械的リレーの接点を設け、コネクター22と対応のコネクター31とが結合されれば、リレーの接点が連結され、コネクター22と対応のコネクター31とが結合解除されれば、リレーの接点が解除される方式も採用し得る。
The method of providing the
コネクター22と対応のコネクター31との相互接続によって電源導通状態になれば、二次電池管理装置20に含まれた各種の部品の中で電源を必要とする部品に電源を供給するBMS電源部25に二次電池10から供給される電源が印加される。逆に、コネクター22と対応のコネクター31との相互接続解除によって電源遮断状態になれば、BMS電源部25に二次電池10から供給される電源の印加が遮断される。
When the power supply is in a conductive state due to the interconnection between the
制御部24は、電源導通状態になれば、BMS電源部25を通じて動作電源の印加を受けて二次電池10の管理動作を開始する。すなわち、制御部24は、二次電池の管理動作に必要なプログラムを起動させた後、電流制御スイッチ部21をターンオンさせる。その後、制御部24は、二次電池10の充放電を制御し、二次電池10に対する各種の保護動作を遂行する。一方、制御部24は、電源遮断状態になれば、BMS電源部25から動作電源の供給を受けることができない。従って、制御部24は、二次電池10に対する管理動作を中断する。これによって、電源遮断状態では、二次電池管理装置20の動作による二次電池10の電力消耗が防止される。制御部24は、マイクロプロセッサーのような半導体チップで具現できるが、本発明がこれに限定されるものではない。
When the power supply is turned on, the
必須ではないが、二次電池管理装置20は、充放電装置30と通信信号を送受信することができる通信端子部28をさらに含み得る。二次電池管理装置20に通信端子部28が備えられる場合、充放電装置30には対応の通信端子部32が備えられ、通信端子部28は、対応の通信端子部32と相互接続または相互接続解除されることが望ましい。通信端子部28は、対応の通信端子部32と接続されて通信インターフェースを形成する。
Although not essential, the secondary
制御部24は、通信端子部28と対応の通信端子部32との結合を通じて形成された通信インターフェースを通じて充放電装置30と周期的に通信を遂行することができる。すなわち、充放電装置30は、一定の周期で通信要求信号を通信インターフェースを通じて二次電池管理装置20に伝送することができる。そうすると、制御部24は、通信要求信号を周期的に受信した後、充放電装置30が必要とするデータを通信インターフェースを通じて伝送する。制御部24が伝送できるデータとしては、二次電池10の電圧、充電電流または放電電流の大きさ、二次電池10の温度、二次電池10の電圧及び電流プロファイル、SOC(State Of Charge)などが挙げられる。しかし、本発明は、通信インターフェースを通じて伝送される情報の種類によって限定されるものではない。
The
代案的な実施例で、二次電池管理装置20は、通信端子部28を通じて通信要求信号が受信されるか否かに従って二次電池10に対する管理動作を開始する。すなわち、二次電池管理装置20は、通信端子部28を通じて通信要求信号が受信されれば、二次電池10から電源供給ライン23a、23bを通じて動作電源の供給を受けて動作を開始する。
In an alternative embodiment, the secondary
上述のような機能を具現するために、二次電池管理装置20は、第2電源供給ライン23b上に設けられた電源印加スイッチ部26をさらに含み得る。もちろん、電源印加スイッチ部26は、第1電源供給ライン23aに設けられても構わない。電源印加スイッチ部26は、電界効果トランジスターのような半導体素子やリレースイッチなどに具現できる。しかし、本発明が電源印加スイッチ部26の種類によって限定されるのではない。また、二次電池管理装置20は、通信端子部28を通じて充放電装置30から印加される通信要求信号の受信を感知し、電源印加スイッチ部26にターンオン信号を印加するスイッチ制御部27をさらに含み得る。二次電池管理装置20と充放電装置30との接続解除によって通信端子部28を通じて通信要求信号が受信されなければ、スイッチ制御部27は、これを感知し電源印加スイッチ部26にターンオン信号の印加を中断する。そうすると、電源印加スイッチ部26がターンオフされてBMS電源部25に二次電池10から供給される電源が印加されないので、二次電池管理装置20の動作が中断されて二次電池10の電力消耗が防止される効果がある。
In order to implement the function as described above, the secondary
必須ではないが、スイッチ制御部27は、二次電池10の充電電流または放電電流が流れる高電位ライン(パック+)の電圧を感知し、電圧が適正なレベルであれば、電源印加スイッチ部26にターンオン信号を印加し得る。ここで、適正なレベルは予め設定できる。
Although not essential, the
二次電池管理装置20は、二次電池10の電圧をモニタリングして二次電池10のすべてのセルの電圧または特定のセルの電圧が放電下限値まで低下した場合、過放電保護動作を遂行した後動作を中止することができる。このために、二次電池管理装置20は、二次電池10に含まれた各セルの電圧を測定し制御部24に出力するセル電圧測定部29をさらに含み得る。このような場合、制御部24は、セル電圧測定部29によって測定された各セル電圧データから二次電池10のすべてのセルの電圧または特定のセルの電圧が放電下限値まで低下して過放電状態が誘発されたか否かが判別できる。そして、過放電状態が誘発されたと判別されれば、電流制御スイッチ部21をターンオフさせて放電電流の流れを遮断した後、スイッチ制御部27を制御して電源印加スイッチ部26をターンオフさせる。そうすると、BMS電源部25に供給されていた動作電源が遮断されることで、二次電池管理装置20の動作が中断され、二次電池10の電力消耗が防止される効果がある。
The secondary
充放電装置30は、充電モードでは二次電池10に充電電流を提供し、放電モードでは二次電池10から放電電流の供給を受ける装置である。
The charging / discharging
図3は、充放電装置30の一実施例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the charge /
図3を参照すれば、充放電装置30は、充電電流を提供するために商用交流電源33の供給を受けて充電電流を生成することができる充電ユニット34を含む。選択的に、充放電装置30は、商用交流電源33の供給を受けて直流電源を生成し、自己負荷または外部負荷37に供給する定電流供給ユニット35をさらに含み得る。選択的に、充放電装置30は、二次電池管理装置20側に電池の状態情報を要求して伝送され、伝送された情報を有無線通信網を通じてモニタリングサーバーのような外部の管理装置に伝送する通信ユニット36を含み得る。
Referring to FIG. 3, the charging / discharging
必須ではないが、二次電池管理装置20と充放電装置30とは相互連動して負荷37に対する電源バックアップシステムを構成し得る。すなわち、普段には、充放電装置30は、商用交流電源33の供給を受け、直流電源に変換した後、負荷37に印加する。また、これとは並列的に、充放電装置30は、商用交流電源33が供給する交流電流を直流電流に変換して二次電池10に供給することで、二次電池10を充電する。一方、停電などによって商用交流電源33の供給が遮断されれば、充放電装置30は、二次電池10から放電電流の供給を受け、これを負荷37が必要とする適正なレベルの直流電流に変換した後負荷37に印加する。
Although not essential, the secondary
上述のような機能を具現するために、二次電池管理装置20は、高電位ライン(パック+)の電圧をモニタリングし、停電によって電力が供給されていないと判断されれば、電流制御スイッチ部21を放電モードで動作させることで、二次電池10から充放電装置30側へと放電電流を供給する。放電電流の供給が続けられれば、二次電池10の充電状態が放電下限値まで落ちるようになり、このような場合、二次電池管理装置10の制御部24は電流制御スイッチ部21をターンオフさせ、スイッチ制御部27を統制して電源印加スイッチ部26をターンオフさせることで、二次電池管理装置20の動作自体を停止させる。そうすると、二次電池10の電力がそれ以上消耗しない効果が発生する。
In order to implement the function as described above, the secondary
上述した実施例によれば、二次電池管理装置20側のコネクター22と充放電装置30の対応のコネクター31とが相互接続されるか相互接続の解除に従って、二次電池管理装置20の動作の開始または終了を基本にし、選択的に、充放電装置30から通信端子部28に受信される通信要求信号の受信を感知して二次電池管理装置20の動作が開始または終了され得ることを説明した。
According to the embodiment described above, the operation of the secondary
しかし、その反対の実施例も可能である。すなわち、二次電池管理装置20側の通信端子部28と充放電装置30の対応の通信端子部32とが相互接続されるか相互接続の解除に従って、二次電池管理装置20の動作の開始または終了を基本にし、選択的に、二次電池管理装置20側のコネクター22と充放電装置30の対応のコネクター31とが相互接続されるか相互接続が解除されることに従って、二次電池管理装置20の動作を開始または終了させることも可能である。
However, the opposite embodiment is also possible. That is, when the
また、コネクター22と対応のコネクター31との相互接続と相互接続の解除とを利用した二次電池管理装置20のオン・オフ制御と、通信端子部28を通じた通信要求信号の受信可否に従う二次電池管理装置20のオン・オフ制御とは、何れか一方のみを選択して適用しても良く、二つのオン・オフ制御方式を共に適用することもできることは本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者に自明である。
Further, the secondary
本発明によれば、二次電池管理装置から充放電装置が接続解除されれば、電源供給ラインを通じて二次電池から電源が供給されないので、二次電池が長時間放置されても二次電池の電力が消耗することを防止することができる。また、二次電池管理装置と充放電装置との接続が維持された状態で長時間放置されても二次電池の電圧が一定のレベルまで低下すれば、電源供給ラインを通じて二次電池から供給されていた電源が遮断されるので、二次電池が過放電されることが防止できる。ひいては、停電状況が発生すれば、二次電池の放電によって充放電装置に電力が供給されるので、充放電装置が一定の時間正常に作動する。しかし、二次電池の放電によって二次電池の電圧が一定のレベルまで落ちれば、二次電池管理装置の電源消耗が中断されるので、停電状況で二次電池が過放電されることが防止できる。そして、停電が解除されれば、商用交流電源によって充放電装置が作動を始めながら通信端子部を通じて通信要求信号が受信され、高電位端子(パック+)にも適正なレベルの電圧が維持されるので、二次電池管理装置が動作を始めて二次電池の充電及び保護動作を開始する。一方、二次電池が納品される前には二次電池管理装置に充放電装置が接続されていない状態であるので、二次電池管理装置に電源の印加が遮断されて二次電池の電力の消耗が防止できる。上述したすべての実施例において、二次電池10の充電電流または放電電流が流れる高電位ライン(パック+)の電圧をモニタリングし、電圧が適正なレベルであれば、二次電池管理装置20の動作状態を維持する制御方式を選択的に適用できることは本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者に自明である。
According to the present invention, if the charging / discharging device is disconnected from the secondary battery management device, power is not supplied from the secondary battery through the power supply line. It is possible to prevent power consumption. In addition, if the voltage of the secondary battery drops to a certain level even if it is left for a long time with the connection between the secondary battery management device and the charge / discharge device maintained, it is supplied from the secondary battery through the power supply line. Since the power supply that has been cut off is cut off, the secondary battery can be prevented from being overdischarged. As a result, if a power failure occurs, power is supplied to the charging / discharging device by discharging the secondary battery, so that the charging / discharging device operates normally for a certain period of time. However, if the voltage of the secondary battery drops to a certain level due to the discharge of the secondary battery, the power consumption of the secondary battery management device is interrupted, so it is possible to prevent the secondary battery from being overdischarged in the event of a power failure. . And if a power failure is cancelled | released, a communication request signal will be received through a communication terminal part, while a charging / discharging apparatus will start operation | movement by commercial AC power supply, and the voltage of an appropriate level is maintained also at a high potential terminal (pack +). Therefore, the secondary battery management device starts operating and starts charging and protecting the secondary battery. On the other hand, since the charge / discharge device is not connected to the secondary battery management device before the secondary battery is delivered, the application of power to the secondary battery management device is cut off and the power of the secondary battery is reduced. Consumption can be prevented. In all the embodiments described above, the voltage of the high potential line (pack +) through which the charging current or discharging current of the
また、上述したすべての実施例において、二次電池管理装置20の制御部24とスイッチ制御部27とは個別の構成要素として説明されたが、これは機能上の区分に過ぎないため、一つの構成要素として統合できることは本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者に自明である。
Moreover, in all the embodiments described above, the
また、上述した実施例において、コネクター部22と通信端子部28とは個別の構成要素として分離されていると説明した。しかし、コネクター部22と通信端子部28とは一つの構成要素として統合し得る。すなわち、コネクター部22に通信端子部28を統合させることもでき、その反対も可能である。このような場合、コネクター部22と通信端子部28とは一つの構成要素に含まれた副次的な構成要素として理解されるべきであることは自明である。
Further, in the above-described embodiments, it has been described that the
以上のように、本発明は、たとえ限定された実施例と図面とによって説明されたとしても、本発明はこれによって限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を持つ者により本発明の技術思想と特許請求範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能なのは言うまでもない。 As described above, even if the present invention is described with reference to the limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the present invention can be obtained by those having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs. It goes without saying that various modifications and variations can be made within the scope of the technical idea and the scope of claims.
10 二次電池
20 二次電池管理装置
30 充放電装置
21 電流制御スイッチ部
22 コネクター部
23 電源供給ライン
24 制御部
25 BMS電源部
26 電源印加スイッチ部
27 スイッチ制御部
28 通信端子部
29 セル電圧測定部
31 対応のコネクター部
32 対応の通信端子部
33 商用交流電源
34 充電ユニット
35 定電流供給ユニット
36 通信ユニット
37 負荷
DESCRIPTION OF
Claims (16)
充放電装置との接続及び接続解除時にそれぞれ電源導通状態及び電源遮断状態を提供するコネクター部と、
二次電池から電源の供給を受け電源を必要とする部品に印加する電源部と、
上記電源導通状態と上記電源遮断状態のスイッチングによって二次電池から供給される電源を上記電源部に印加または遮断する電源供給ラインと、
上記電源部と連結され電源印加可否に従って二次電池の管理動作を開始または終了する制御部とを含むことを特徴とする二次電池管理装置。 A current control switch unit that opens and closes the flow of the charging current or discharging current of the secondary battery;
A connector part that provides a power supply continuity state and a power supply cut-off state at the time of connection and disconnection with the charge / discharge device,
A power supply unit that receives power from a secondary battery and applies it to components that require power;
A power supply line for applying or shutting off the power supplied from the secondary battery by switching between the power conducting state and the power shutoff state, and
A secondary battery management device comprising: a control unit connected to the power source unit and starting or ending a management operation of the secondary battery according to whether or not power can be applied.
上記第1電源供給ラインと上記第2電源供給ラインとは、上記充放電装置の対応のコネクターに備えられた短絡端子との連結可否に従って電気的に連結または分離されることを特徴とする請求項1に記載の二次電池管理装置。 The power supply line includes a first power supply line and a second power supply line that are independently connected to terminals provided in the connector unit,
The said 1st power supply line and the said 2nd power supply line are electrically connected or isolate | separated according to the connection possibility with the short circuit terminal with which the corresponding connector of the said charging / discharging apparatus was equipped. 2. The secondary battery management device according to 1.
上記コネクター部を通じた上記充放電装置の接続時、上記通信端子部を通じて通信要求信号の受信を感知して上記電源印加スイッチ部にターンオン信号を印加するスイッチ制御部をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の二次電池管理装置。 A communication terminal unit providing a communication interface with the charge / discharge device;
And a switch control unit configured to sense reception of a communication request signal through the communication terminal unit and apply a turn-on signal to the power application switch unit when the charge / discharge device is connected through the connector unit. Item 5. The secondary battery management device according to Item 4.
上記制御部は、特定のセルの電圧またはすべてのセルの電圧が過放電状態に到逹したことを感知すれば、上記電流制御スイッチ部をターンオフさせた後、上記電源印加スイッチ部をターンオフさせることを特徴とする請求項4に記載の二次電池管理装置。 A cell voltage measuring unit that measures the cell voltage of the secondary battery and outputs the cell voltage to the control unit;
If the control unit detects that the voltage of a specific cell or the voltage of all cells has reached an overdischarge state, the control unit turns off the current control switch unit and then turns off the power supply switch unit. The secondary battery management apparatus according to claim 4.
充放電装置との接続インターフェースを提供するコネクター部と、
上記充放電装置との通信インターフェースを提供する通信端子部と、
二次電池から電源の供給を受け電源を必要とする部品に印加する電源部と、
電源印加スイッチ部が設けられ上記二次電池から供給される電源を上記電源部に印加または遮断する電源供給ラインと、
上記コネクター部を通じた上記充放電装置の接続時、上記通信端子部を通じて通信要求信号の受信を感知して上記電源印加スイッチ部にターンオン信号を印加するスイッチ制御部と、
上記電源部と連結され電源印加可否に従って二次電池の管理動作を開始または終了する制御部とを含むことを特徴とする二次電池管理装置。 A current control switch unit that opens and closes the flow of the charging current or discharging current of the secondary battery;
A connector unit that provides a connection interface with the charge / discharge device;
A communication terminal unit providing a communication interface with the charge / discharge device;
A power supply unit that receives power from a secondary battery and applies it to components that require power;
A power supply switch line provided with a power supply switch section for applying or cutting off the power supplied from the secondary battery to the power supply section;
A switch control unit that senses reception of a communication request signal through the communication terminal unit and applies a turn-on signal to the power application switch unit when the charging / discharging device is connected through the connector unit;
A secondary battery management device comprising: a control unit connected to the power source unit and starting or ending a management operation of the secondary battery according to whether or not power can be applied.
上記第1電源供給ラインと上記第2電源供給ラインとは、上記充放電装置の対応のコネクターに備えられた短絡端子との連結可否に従って電気的に連結または分離されることを特徴とする請求項9に記載の二次電池管理装置。 The power supply line includes a first power supply line and a second power supply line that are independently connected to terminals provided in the connector unit,
The said 1st power supply line and the said 2nd power supply line are electrically connected or isolate | separated according to the connection possibility with the short circuit terminal with which the corresponding connector of the said charging / discharging apparatus was equipped. The secondary battery management device according to 9.
上記電源供給ラインは、上記電源導通状態と上記電源遮断状態とのスイッチングによって上記電源部に電源を印加または遮断することを特徴とする請求項9に記載の二次電池管理装置。 The connector portion provides a power supply continuity state and a power supply cut-off state, respectively, when the charge / discharge device is connected and disconnected.
The secondary battery management apparatus according to claim 9, wherein the power supply line applies or shuts off power to the power supply unit by switching between the power supply conduction state and the power supply cutoff state.
上記制御部は、特定のセルの電圧またはすべてのセルの電圧が過放電状態に到逹したことを感知すれば、上記電流制御スイッチ部をターンオフさせた後、上記電源印加スイッチ部をターンオフさせることを特徴とする請求項9に記載の二次電池管理装置。 A cell voltage measuring unit that measures the cell voltage of the secondary battery and outputs the cell voltage to the control unit;
If the control unit detects that the voltage of a specific cell or the voltage of all cells has reached an overdischarge state, the control unit turns off the current control switch unit and then turns off the power supply switch unit. The secondary battery management device according to claim 9.
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